一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片，其中：流体入口、培养腔阵列、抽检通道、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗谱检测腔以及流体出口依次连接；抽检控制阀，设置于所述抽检通道上，用于控制通道导通或关闭；检测控制阀，设置于电阻抗断层成像检测腔和电阻抗谱检测腔之间，用于控制通道导通或关闭；电阻抗断层成像电极阵列，与电阻抗断层成像检测腔连接；电阻抗谱检测电极阵列，与电阻抗谱检测腔连接。采用上述技术方案，可以实现培养腔、电阻抗断层成像检测腔和电阻抗谱检测腔的集成，实现对线虫的培养、运动行为和生理结构的检测等功能，结合控制阀，可以实现高自动化、高效率的培养、检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片
本专利技术涉及微流控芯片领域，尤其涉及一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片(MicrofluidicsChip)是通过微加工工艺制造亚微米级的微通道和腔室网络实现流体操控的前沿技术，将传统生化分析实验室中的操作集成于微小的芯片上。微流控芯片技术与流体力学、电磁学、声学、光学等多门学科的交叉目前已广泛应用于生物和化学领域的研究。线虫是生物学研究中的常用模式生物现有技术中用于线虫生物学研究的微流控芯片，缺乏对线虫的运动行为和生理结构的检测能力。现有技术中的线虫研究在琼脂糖凝胶表面利用铂金探针进行操作，这种方案工作效率低、培养环境控制难、可同步测量参数少。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在提供一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片。技术方案：本专利技术实施例中提供一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片，包括：基板、流体入口、培养腔阵列、抽检通道、抽检控制阀、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗断层成像电极阵列、电阻抗谱检测腔、电阻抗谱检测电极阵列、检测控制阀、流体出口，其中：所述基板，用于承载微流控芯片组件；所述流体入口、培养腔阵列、抽检通道、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗谱检测腔以及流体出口依次连接；所述抽检控制阀，设置于所述抽检通道上，用于控制通道导通或关闭，在通道导通时对应的培养腔中的线虫随着流体流过抽检通道；所述检测控制阀，设置于电阻抗断层成像检测腔和电阻抗谱检测腔之间，用于控制通道导通或关闭；所述电阻抗断层成像电极阵列，与所述电阻抗断层成像检测腔连接；所述电阻抗谱检测电极阵列，与所述电阻抗谱检测腔连接。具体的，还包括：冲洗入口、冲洗出口和滤孔，所述冲洗入口、冲洗出口和培养腔阵列连接，所述滤孔设置于培养腔之间的连接处，并处于冲洗入口和冲洗出口之间的通道上。具体的，还包括冲洗控制阀，设置于冲洗入口和冲洗出口之间的通道上，用于控制通道导通或关闭。具体的，电阻抗断层成像检测腔与电极接触处为瓶颈状小孔结构。具体的，还包括侧吸入口、侧吸出口，和所述电阻抗谱检测腔连接。具体的，所述电阻抗谱检测腔包括孔状结构。具体的，还包括侧吸通道控制阀，设置于侧吸入口和侧吸出口之间的通道上，用于控制通道导通或关闭。具体的，控制阀包括空腔和气体入口，与空腔连接的通道对应设置有薄膜。具体的，通道从电阻抗谱检测腔至流体出口逐渐收缩。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：集成培养腔、电阻抗断层成像检测腔和电阻抗谱检测腔，实现对线虫的培养、运动行为和生理结构的检测等功能，结合控制阀，可以实现自动化、高效率的培养、检测。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的微流控芯片的结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的流体沟道的平面示意图；图3为本专利技术实施例中提供的电阻抗断层成像检测区域的平面示意图；图4为本专利技术实施例中提供的电阻抗谱检测区域的平面示意图图5为本专利技术实施例中提供的控制阀的结构示意图；1-流体入口，2-培养腔阵列，3-抽检通道，4-抽检控制阀，5-电阻抗断层成像检测腔，6-电阻抗断层成像电极阵列，7-瓶颈状小孔结构，8-检测控制阀，9-电阻抗谱检测腔，10-电阻抗谱检测电极阵列，11-流体出口，12-冲洗入口，13-冲洗出口，14-滤孔，15-冲洗控制阀，16-侧吸入口，17-侧吸出口，18-孔状结构，19-侧吸控制阀，20-收缩通道，21-气体入口，22-空腔，23-薄膜。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。参阅图1、图2，其为本专利技术实施例中提供的微流控芯片的结构示意图和流体沟道的平面示意图。本专利技术实施例中提供一种用于线虫检测的微流控芯片，包括：基板、流体入口1、培养腔阵列2、抽检通道3、抽检控制阀4、电阻抗断层成像检测腔5、电阻抗断层成像电极阵列6、电阻抗谱检测腔9、电阻抗谱检测电极阵列10、检测控制阀8、流体出口11，其中：所述基板，用于承载微流控芯片组件；所述流体入口1、培养腔阵列2、抽检通道3、电阻抗断层成像检测腔5、电阻抗谱检测腔9以及流体出口11依次连接；所述抽检控制阀4，设置于所述抽检通道3上，用于控制通道导通或关闭，在通道导通时对应的培养腔中的线虫随着流体流过抽检通道3；所述检测控制阀8，设置于电阻抗断层成像检测腔5和电阻抗谱检测腔9之间，用于控制通道导通或关闭；所述电阻抗断层成像电极阵列6，与所述电阻抗断层成像检测腔5连接；所述电阻抗谱检测电极阵列10，与所述电阻抗谱检测腔9连接。在具体实施中，基板上是电极阵列层，再向上是流体沟道层，基板是用来承载例如流体入口1、流体出口11、各器件或组件之间的通道等流体沟道(流体沟道指流体经过的通道、培养腔、检测腔等)和电阻抗断层成像检测腔5、电阻抗断层成像电极阵列6、电阻抗谱检测腔9、电阻抗谱检测电极阵列10、控制阀等组件。在具体实施中，流体入口1可以用于输入培养液、悬浮液等流体，经过流体沟道、微流控芯片组件后从流体出口11排出。在具体实施中，培养腔阵列2可以包括多个培养腔，每个培养腔均对应有抽检通道3，多条抽检通道3，可以汇聚为一条通道和电阻抗断层成像检测腔5连接，也可以直接和电阻抗断层成像检测腔5连接。每条抽检通道3上均设有抽检控制阀4，在控制抽检通道3导通时，与该抽检通道3对应的培养腔中的线虫随着流体流过抽检通道3，进入电阻抗断层成像检测腔5中。通过设置多个培养腔和抽检控制阀4，可以实现多个线虫的对照实验，以及培养、捕获等精准操控。在具体实施中，检测控制阀8控制电阻抗断层成像检测腔5和电阻抗谱检测腔9之间的通道的导通或关闭，在导通的情况下，线虫随着流体流过通道进入电阻抗谱检测腔9。在具体实施中，参阅图3、图4，电极与检测腔连接，即电极与流体沟道中的流体直接接触。在具体实施中，线虫可以是秀丽隐杆线虫，秀丽隐杆线虫是生物学研究中的常用模式生物，凭借全基因序列已知、遗传背景清楚、生长周期短、个体结构简单的特点，秀丽隐杆线虫已广泛应用于生物神经学、遗传学、运动行为学、药学研究与测试、应激反应学的研究。已有实验结果表明，线虫运动行为和生理特征结构的变化与线虫神经系统活性、衰老和寿命有显著相关性，例如线虫衰老过程中运动行为变得迟缓，性腺等内部器官逐渐肿大，表皮肌肉组织逐渐退化。结合微流控芯片结构具有定制化和多样化的优点，可以贴合线虫尺寸改进优化，且采用PDMS、PMMA等具有透气性、透光性和生物无害性材料，可以实现线虫的长期培养、捕获固定等精准操控。在具体实施中，电阻抗断层成像(Electricalimpedancetomography,EIT)检测施加激励信号于待测目标(线虫)，拟合电阻抗检测数据与电场中的非均匀介质分布，结合EIT图像重构算法和深度学习算法还原目标内部结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片，其特征在于，包括：基板、流体入口、培养腔阵列、抽检通道、抽检控制阀、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗断层成像电极阵列、电阻抗谱检测腔、电阻抗谱检测电极阵列、检测控制阀、流体出口，其中：/n所述基板，用于承载微流控芯片组件；/n所述流体入口、培养腔阵列、抽检通道、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗谱检测腔以及流体出口依次连接；/n所述抽检控制阀，设置于所述抽检通道上，用于控制通道导通或关闭，在通道导通时对应的培养腔中的线虫随着流体流过抽检通道；/n所述检测控制阀，设置于电阻抗断层成像检测腔和电阻抗谱检测腔之间，用于控制通道导通或关闭；/n所述电阻抗断层成像电极阵列，与所述电阻抗断层成像检测腔连接；所述电阻抗谱检测电极阵列，与所述电阻抗谱检测腔连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片，其特征在于，包括：基板、流体入口、培养腔阵列、抽检通道、抽检控制阀、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗断层成像电极阵列、电阻抗谱检测腔、电阻抗谱检测电极阵列、检测控制阀、流体出口，其中：
所述基板，用于承载微流控芯片组件；
所述流体入口、培养腔阵列、抽检通道、电阻抗断层成像检测腔、电阻抗谱检测腔以及流体出口依次连接；
所述抽检控制阀，设置于所述抽检通道上，用于控制通道导通或关闭，在通道导通时对应的培养腔中的线虫随着流体流过抽检通道；
所述检测控制阀，设置于电阻抗断层成像检测腔和电阻抗谱检测腔之间，用于控制通道导通或关闭；
所述电阻抗断层成像电极阵列，与所述电阻抗断层成像检测腔连接；所述电阻抗谱检测电极阵列，与所述电阻抗谱检测腔连接。


2.根据权利要求1所述的用于线虫运动行为和生理特征监测的微流控芯片，其特征在于，还包括：冲洗入口、冲洗出口和滤孔，所述冲洗入口、冲洗出口和培养腔阵列连接，所述滤孔设置于培养腔之间的连接处，并处于冲洗入口和冲洗出口之间的通道上。


3.根据权利要求2所述的用于线虫运动行为和生理特征监测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱真，徐星宇，王昊曦，杨剑坤，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32